1 Ледовый режим водоемов и водотоков

Для практических целей расчет толщины ледяного покрова можно производить по эмпирической формуле: h_i= 2 Σt, где h_i – искомая толщина льда, см; Σt _– – сумма отрицательных средних суточных температур воздуха.При использовании средних месячных температур воздуха формула принимает вид h_i= Σt. В начале каждого гидрологического сезона характерная для него термическая структура формируется сначала в прибрежной мелководной части водоема, в то время как структура предыдущего сезона еще сохраняется в глубоководных районах. На границах последних возникают так называемые «термические бары» – вертикальные или наклонные слои с температурой, резко отличной от температуры прибрежных вод, и с вертикальной циркуляцией частиц воды. Термобар делит водоем на темплоактивную прибрежную область, где вода быстро нагревается весной или охлаждается осенью, и теплоинертную область открытой глубокой части водоема, где еще некоторое время сохраняется термоструктура предыдущего сезона. З а м е р з а н и е водоемов происходит следующим образом. При похолодании, когда температура на поверхности падает ниже 4ºС, в водоеме устанавливается обратная стратификация. Далее поверхностный слой охлаждается до 0ºС, переохлаждается и превращается в лед. При этом на малых водоемах с незначительным остаточным теплозапасом и слабым перемешиванием (в отсутствие ветра) замерзание обычно происходит одновременно по всей акватории и может завершиться в течение суток. На крупных глубоких озерах, благодаря значительному запасу тепла, сложному строению котловин и интенсивному перемешиванию, период от возникновения первых ледяных образований до сплошного ледостава может доходить до двух-трех месяцев, а в теплые зимы центральные районы многих из них не замерзают. Вскрытие водоемов происходит под воздействием солнечной радиации, адвективного тепла воздушных масс, тепла талых и дождевых вод, воздействием текучих вод и ветра. На мелких водоемах лед тает на месте, на крупных после образования закраин ледяной покров под действием ветра размывается, дрейфует и нередко нагромождается на берегах; часть льдин выносится в вытекающую реку. Период вскрытия и очищения ото льда водохранилищ в различных географических условиях продолжается в среднем 10 – 40 суток.

2Наблюдения за ледовым режимом. Характеристика категорий сложности

Категории поверхности льда I категория. Сплошной ровный ледяной покров, скрепленный с берегом.// категория. Припай в приливном море с редкими и слабыми подвижками; при нажимных ветрах, вызывающих слабое торошение льда.

/// категория. Припай в приливном море с частыми и сильными подвижками, при нажимных ветрах, вызывающих сильное торошение, навалы льда на берег острова, банки.Категории строения льда

I категория. Лед однородный (монолитен).

// категория. Лед слоистый (2—3 хорошо выраженных слоя). /// категория. Лед многослойный (слои плохо выражены), имеются посторонние включения, трещины. Наблюдения за состоянием ледяного покрова Установка на ледовом припае реперов. Картирование ледовой обстановки. Инструментальное определение границ неподвижного льда, кромки и ширины припая, определение положения кромки, ширины и густоты плавучих льдов и скорости их дрейфа, определе­ние торосистости (количество гряд торошения, их направление, высота и расстояния между грядами), навалов льда, фиксация трещин. Остальные виды визуальных наблюдений: определение разрушенности и загрязненности припая и плавучего льда, степени трещиноватости (термической) и заснеженности льда, характера строения льда (слои, включения и др.), появления снежниц, проталин, водных заберегов и др. Измерение толщины льда и высоты снежного покрова на льду в постоянной точке, в начале ледостава ежедневно, затем ежедекадно. Фотографирование. Обработка полевых материалов.Профильные измерения толщины льда и высоты снега на льду Пробуривание лунки. Измерение глубины, толщины льда (общей и погруженной), шуги в лунках, высоты и плотности снежного покрова на льду. Описание видимости структуры льда. Обработка полевых материалов.

Стереофотосъемка ледовых явлений: изменения кромки ледового припая, торошения, навала льда, подсевов и др. Измерение дрейфующих льдин и полей, а также масс льдин. Фотолабораторные работы. Обработка материалов наблюдений: определение характерных дат изменения положения кромки припая, состояния поверхности припая .Наблюдения за температурой ледяного покрова, при помощи электротермометров

Наблюдения за ледовыми нагрузками

Наблюдения за нарастанием толщины льда, высотой снега на льду и толщины слоя шуги

Испытание единичных образцов льда для определения физико-механических свойств

Испытание льда на одностороннее сжатие и изгиб. Определение плотности льда по методу Арнольд-Алябьева и гидростатическим взвешиванием. Определение солености льда. Определение коэффициента теплового расширения льда (количество образцов льда для различных категорий сложности)

3 Донные наносы. Поверхностные водотоки всегда несут с собой то или иное количество твердых частиц – наносов. Речными наносами называются продукты разрушения земной коры в виде сыпучих материалов, перемещаемых потоком воды в речном русле. Процесс разрушения горных пород или почв водосборного бассейна вызывается выветриванием, денудацией и эрозией. Ил – Вязкая масса на дне реки, озер или морей, образующаяся из отложений минеральных или органических веществ.Как показывают наблюдения, на реках, донные наносы в руслах не имеют ровной плоской поверхности, а образуют рельеф дна в виде грядовых скоплений, следующих друг за другом.

Образование гряд является следствием взаимодействия турбулентного водного потока с лег- коподвижным сыпучим материалом, выстилающим ложе реки Донные наносы увлекаются потоком воды и передвигаются по дну путем перекатывания или скач- кообразными перемещениями. Для улавливания донных наносов применяются донные батометры. При отборе донных наносов наиболее сложной задачей является установка батометра плотно прилегающего ко дну.

4 Взвешенные наносы. Взвешенные наносы — мелкие минеральные частицы, переносимые водным потоком во взвешенном состоянии. Передвигаются вследствие турбулентности.

Взвешенные наносы характеризуются мутностью. Мутность – это количество взвешенных

наносов (г) в 1 м3 воды. Транспорт взвешенных наносов определяется способностью потока поднимать донные наносы (что обусловлено его подъёмной силой) и поддерживать их во взвешенном состоянии (что обусловлено интенсивностью турбулентного перемешивания). При определённых условиях возникает «равновесие» между поступлением наносов в поток и их осаждением, и тогда поток транзитом может переносить на большие расстояния некоторое количество наносов. Денудация (лат. denudatio – обнажение) – совокупность процессов сноса и удаления с возвы- шенностей продуктов выветривания горных пород с последующим их накоплением в понижениях рельефа. Для поступления наносов в реку наибольшее значение имеет водная эрозия – русловая и склоновая. В результате склоновой эрозии образуются овраги. Часто по количеству выносимых наносов склоновая эрозия имеет превалирующее происхождение в общем объеме наносов эрозий- ного происхождения. В зависимости от расстояния между рекой и очагом эрозии находится интенсивность обога- щения реки наносами. При больших расстояниях не весь эрозийный материал будет доходить до реки. Наиболее активно процесс обогащения реки наносами крупных фракций при склоновой эро- зии происходит во время паводков и половодий. В дальнейшем идѐт процесс истирания вынесенных фракций с образованием более мелких частиц, переходящих во взвешенное состояние в потоке воды.